Termodinamica

Simposio de

Termodinámica,
Calorimetría y
Análisis Térmico

XXXII Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física

Hibridación de biogás con energía solar térmica
de concentración. Proyecto BIOGASOL
F. Cuadros, F. López-Rodríguez, A. Ruiz-Celma,
F. Rubiales y A. González-González
Escuela de Ingenierías Industriales, Universidad de Extremadura. Avda. Elvas s/n, 06071 Badajoz;cuadros1@unex.es.

1. Introducción
Los problemas medioambientales originados por la producción masiva de residuos ha
despertado la sensibilidad ciudadana, exigiendo a las administraciones que éstos se gestionen
adecuadamente antes de ser vertidos al medio ambiente.
En lo que respecta a la industria cárnica en Extremadura, durante el año 2007 se sacrificaron en Extremadura un total de 1.397.040 reses(excluyendo el sacrificio de aves y conejos)
[1], de las cuales 86.367 fueron de ganado bovino, 801.342 cerdos, 472.270 de ganado ovino
y 37.061 de ganado caprino. Según la misma fuente [1], el peso medio de los subproductos
generados por cabeza de ganado son: 240 kg residuos/bovino, 9 kg residuos/ovino, 6 kg residuos/caprino y 45 kg residuo/porcino. Teniendo ésto en cuenta, la cantidad de residuosgenerados en los mataderos de Extremadura en el sacrificio de estas reses en 2007 ascendería a
61.200 t/a aproximadamente. Este dato nos da una idea de la problemática ambiental a la que
nos enfrentamos y la importancia de la correcta gestión de dichos desechos.
Este problema de contaminación puede solucionarse de manera eficaz mediante la digestión anaerobia (DA) de estos residuos.

2.- Metodología
Ladigestión anaerobia (DA) es una tecnología de degradación biológica de la materia
orgánica en un medio anóxico. Presenta dos grandes ventajas, por una parte la de producir
lo que conocemos como biogás, que es una mezcla de CO2 (aproximadamente el 30%) y CH4
(el 70%) aprovechable energéticamente, y además se genera un lodo efluente libre de olores y
rico en nutrientes aprovechable como enmiendaorgánica.
Para el desarrollo y optimización del proceso son necesarios ensayos en plantas piloto
para determinar, por un lado las condiciones idóneas de la DA y paralelamente hacer un
seguimiento microbiológico exhaustivo de las poblaciones bacterianas que participan en la
misma. Con estos datos es posible modelar matemáticamente la cinética de estas poblaciones
y poder extrapolar los resultadosobtenidos a plantas de escala industrial.
En el proyecto se trata de optimizar el proceso de producción eléctrica a través del biogás
producido y la utilización combinada de un sistema de concentración solar parabólico que
alimentan simultáneamente a un motor Stirling conectado a un generador eléctrico.
El sistema de concentración solar que se utilizará consta de:
• Anillo de cimentación.
• Estructurasoporte.
• Concentrador Solar.
• Sistema de Control y Seguimiento.
• Controlador de la Unidad de Conversión de Potencia.
• Unidad de Conversión de Potencia.

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- Receptor Solar
- Motor Stirling.
- Alternador.
- Subsistemas Auxiliares y de Control.

3. Resultados previsibles
• Disminución de la carga contaminante generada porun matadero industrial entre el
60 - 75%.
• Se espera que la fracción líquida de los lodos resultantes de la DA puedan usarse como
agua de riego. Respecto a la fracción sólida de dichos lodos, se verá la posibilidad de
usarlos como enmendante agrícola tras un proceso de compostaje.
• Producción de biogás entre 12 y 30 Nm3/m3 de substrato efluente del matadero.
• Producción diaria: Para unvolumen estimado del biodigestor de unos 6 m3, la producción de biogás estimada estaría entre 6 Nm3 y 12 Nm3, con un contenido volumétrico de
metano entre el 70-80%.
• Producción diaria de energía térmica procedente del biogás, considerando el menor porcentaje de metano (70%), entre 42 y 84 kWh térmicos. Parte de esta energía calorífica se
empleará para mantener la temperatura del biodigestor en el...